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燃燒強化是用各種物理的、化學的方法,使燃燒在儘可能小的空間內達到儘可能高的燃燒效率。

1 燃燒強化 -燃燒強化

 

2 燃燒強化 -正文

  用各種物理的、化學的方法,使燃燒在儘可能小的空間內達到儘可能高的燃燒效率。強化燃燒有多種方法。
  旋流燃燒  用斜葉片、螺旋槽或切向進氣使燃料氣流旋轉,以增強湍流脈動和混合,強化傳熱性質,增大燃氣迴流,延長燃料顆粒停留時間,從而強化燃燒。這種方法已廣泛用於各種燃燒裝置中。
  乳狀和漿狀燃料燃燒  將油與水混合或將煤粉與油或水混合,製成油-水、油-煤、水-煤、水-油-煤等不同類型的乳狀或漿狀燃料,使之燃燒,這樣不僅能夠節約燃料,而且可以強化燃燒。人們正在研究將這類燃料用於鍋爐、工業爐、內燃機和煤粉氣化爐等。
  流化床燃燒  控制供氣速度,使燃料顆粒(直徑幾毫米)與空氣的混合物在填料床層上方形成沸騰狀態的稠密顆粒群,在這種狀態下的燃燒稱為流化床燃燒,又稱為沸騰燃燒。流態化使傳熱傳質強化和顆粒停留時間增長,因而能強化燃燒。這種燃燒方式既可有效地燃用低揮發分的煤和劣質煤,又可降低氮氧化物排放的污染。流化床燃燒已為小型電站鍋爐和工業爐所採用。
  超聲速燃燒  燃燒通常發生於亞聲速條件下。某些速度很高的飛行器,如超聲速飛行的戰術導彈,其衝壓發動機中的燃燒發生在超聲速條件下,亦即人工爆震燃燒。這時火焰以強爆震波速度傳播,可獲得較高的燃燒速率。
  催化燃燒  用鉑、鈷和鉻的氧化物,或者稀土金屬氧化物,製成某種形狀(常常是蜂窩狀)的催化床,可以使燃料含量很低的混合物著火,並維持火焰不滅。由於燃燒區溫度不高而且均勻,著火和穩定火焰的範圍寬,可在較大的燃料和空氣混合比範圍內保持較高的燃燒強度,同時又能降低煙粒和氮氧化物的排放。但由於某些技術上的困難(如催化物易於"中毒"等),這種方法尚未廣泛用於工程中。
  脈動燃燒  通常認為燃燒中的振蕩會導致事故,因而盡量避免,但也有人試圖用脈動強化燃燒,例如用聲學共振腔、間歇注入燃料、人工引入超聲波振蕩和放大火焰中電雜訊等方法來強化燃燒,但這些方法尚未進入實用階段。
  其他強化方法  在某些裝置如燒煤的磁流體發電機燃燒室中,用高溫燃燒方法將煤粉噴入1700℃左右的預熱空氣中燃燒,可以產生2700℃左右的高溫。煤粉的快速熱解和強烈揮發可使燃燒強化。高爐的煤粉噴吹也有類似的效果。還有人試驗用電場或磁場控制霧化或改變火焰形狀,或在火焰中利用小能量放電來強化燃燒或擴大火焰穩定範圍,並控制氮氧化物的生成等。這些方法都尚處於探索之中。
  參考書目
 A.Stambuleanu, Flame Combustion Processes in Industry, Abacus Pr.,1977.

 

3 燃燒強化 -配圖

 

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